溶液法制備諧振微腔增強(qiáng)型有機(jī)光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)1800nm短波紅外擴(kuò)展響應(yīng)

本文要點(diǎn)：短波紅外（SWIR）在塑造下一代光學(xué)傳感技術(shù)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，推動(dòng)了新興材料與器件架構(gòu)的創(chuàng)新。在眾多有前景的候選者中，有機(jī)光電探測(cè)器（OPDs）受到了廣泛關(guān)注。然而，有機(jī)半導(dǎo)體在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域的響應(yīng)能力不足且外部量子效率（EQE）偏低，其發(fā)展常常受限。本研究專門設(shè)計(jì)了一種能夠高效吸收SWIR的超窄帶隙聚合物。當(dāng)其與非富勒烯受體（NFA）形成本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）混合物，并集成至使用高SWIR反射率透明電極的共振微腔器件中時(shí)，所得OPD成功將光譜響應(yīng)延伸至1800 nm以上，同時(shí)保持了優(yōu)異的EQE。隨著活性層厚度（即微腔長(zhǎng)度）增加，器件在1620 nm、1750 nm和1800 nm處分別實(shí)現(xiàn)了12.6%、4.2%和2.1%的EQE。據(jù)所知，這些數(shù)值是目前SWIR波段超過1600 nm范圍內(nèi)OPD的最高性能記錄。此外，整個(gè)器件可采用低成本、溶液可加工且可擴(kuò)展的工藝制備。這一突破標(biāo)志著OPD技術(shù)的重要里程碑，為有機(jī)電子技術(shù)的發(fā)展開啟了令人振奮的新篇章。

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圖1. a) PQPr-46聚合物的合成方案和Y7-HD NFA的結(jié)構(gòu)；b) 它們的薄膜吸收光譜和能帶圖；c) 本研究所用OPD器件的架構(gòu)

本研究通過整合多種技術(shù)，在溶液加工型有機(jī)光電探測(cè)器（OPDs）中實(shí)現(xiàn)了超過1800 nm的光譜響應(yīng)并保持高外部量子效率（EQE）。首先，采用超窄帶隙共軛聚合物PQPr-46（此前文獻(xiàn)中亦稱T6 ）作為短波紅外（SWIR）吸光層，其構(gòu)建單元與化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1a所示。PQPr-46與Y系列非富勒烯受體（NFA）配對(duì)，以促進(jìn)高效的光電轉(zhuǎn)換。由于PQPr-46的截止波長(zhǎng)λcutoff接近1800 nm，引入共振微腔器件設(shè)計(jì)后，通過調(diào)節(jié)活性層厚度與微腔長(zhǎng)度，可在SWIR光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同程度的紅移響應(yīng)，甚至延伸至1800 nm。這些結(jié)果是目前1600 nm以上波長(zhǎng)范圍內(nèi)已知報(bào)道的最高EQE值。

此外，與廣泛使用的氧化銦錫（ITO）相比，器件制備中采用的ITO-金屬-ITO（ITO-metal-ITO，IMI）透明電極亦發(fā)揮關(guān)鍵作用。在IMI結(jié)構(gòu)中，原本用于降低方塊電阻的薄金屬層，因其在SWIR區(qū)域的強(qiáng)反射性，進(jìn)一步增強(qiáng)了光學(xué)共振，從而顯著提升EQE。

IMI電極的設(shè)計(jì)靈感源于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）基透明導(dǎo)電襯底，該類襯底常用于柔性光電子器件。由于這些襯底亦可作為薄膜晶體管（TFTs）作為讀出集成電路（ROICs）的制備平臺(tái)，因此，相較于傳統(tǒng)需與硅基ROIC集成的頂照式OPD架構(gòu)，底照式OPD更易與TFT背板兼容，為有機(jī)圖像傳感器的商業(yè)化提供了有前景的替代方案。該理念可與卷對(duì)卷制造工藝結(jié)合，實(shí)現(xiàn)低成本、高通量生產(chǎn) 。通過充分釋放溶液加工型OPD技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，本工作為光學(xué)與圖像傳感器的商業(yè)化開辟了全新路徑。

圖2. a) ITO玻璃和IMI PET的透射光譜和反射光譜；b) ITO和c) IMI透明電極上不同活性層厚度的SWIR OPDs的EQE光譜；d) ITO和IMI透明電極上不同活性層厚度的器件的波長(zhǎng)與EQE的關(guān)系圖；e) 280 nm厚活性層與ITO和IMI電極配對(duì)的器件的EQE光譜；f) 文獻(xiàn)中報(bào)道的SWIR OPDs的EQE-波長(zhǎng)關(guān)系圖

圖2a展示了ITO玻璃和IMI PET的透射率與反射率光譜。此處使用的ITO為經(jīng)高溫退火處理獲得的結(jié)晶態(tài)ITO，其方塊電阻為10 Ω sq⁻¹。由于PET無法承受提升ITO導(dǎo)電性所需的高溫退火，因此引入薄Ag層以補(bǔ)償ITO導(dǎo)電性的不足，將方塊電阻降低至8 Ω sq⁻¹，與結(jié)晶態(tài)ITO相當(dāng)。然而，金屬層的存在提高了反射率，導(dǎo)致在所有波長(zhǎng)下透射率降低、反射率升高，該效應(yīng)在1000 nm以上的波長(zhǎng)區(qū)域尤為顯著，可能對(duì)SWIR區(qū)域的光學(xué)特性產(chǎn)生影響。

圖2b展示了在−4 V偏壓下基于ITO的器件在不同活性層厚度下的EQE光譜。J–V曲線表明器件具有良好的二極管特性，在−4 V偏壓下暗電流密度Jdark范圍為1.4 × 10⁻⁴至3.7 × 10⁻⁴ A cm⁻²�？傮w而言，隨著活性層厚度增加，Jdark略有下降，但差異不顯著，表明器件中不存在可能導(dǎo)致短路的明顯缺陷。當(dāng)活性層厚度從130 nm逐漸增加至330 nm時(shí)，EQE光譜在可見光與近紅外區(qū)域的效率略有下降，且無明顯光譜位移，這可合理歸因于載流子輸運(yùn)效率有限。值得注意的是，隨著活性層厚度增加，SWIR區(qū)域的響應(yīng)呈現(xiàn)顯著紅移，符合器件內(nèi)共振微腔效應(yīng)的特征。然而，當(dāng)厚度進(jìn)一步增加時(shí)，由于載流子輸運(yùn)距離受限，EQE響應(yīng)亦顯著下降。

在IMI基器件中觀察到類似現(xiàn)象。關(guān)于圖2c所示的EQE響應(yīng)，在可見光與近紅外區(qū)域，增加活性層厚度對(duì)性能影響甚微；但在短波紅外（SWIR）區(qū)域，出現(xiàn)顯著紅移。當(dāng)厚度從150 nm增至320 nm時(shí)，峰值響應(yīng)波長(zhǎng)及其對(duì)應(yīng)EQE逐步偏移：150 nm厚時(shí)為1130 nm處26.8%，200 nm厚時(shí)為1210 nm處25.4%，220 nm厚時(shí)為1270 nm處23.1%，250 nm厚時(shí)為1470 nm處20.8%，280 nm厚時(shí)為1620 nm處12.6%，320 nm厚時(shí)為1750 nm處4.2%。值得注意的是，即使在1800 nm處，320 nm厚的器件仍保持2.1%的EQE。盡管因設(shè)備限制未能獲取更長(zhǎng)波長(zhǎng)數(shù)據(jù)，該結(jié)果仍極具前景且令人振奮。這些發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著OPD技術(shù)迄今所實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)波長(zhǎng)與最高EQE記錄。

圖2d繪制了波長(zhǎng)與EQE的關(guān)系曲線，對(duì)比了圖2b（ITO基器件）與圖2c（IMI基器件）的特征波長(zhǎng)與EQE值。可見，當(dāng)波長(zhǎng)超過1400 nm時(shí)，IMI基器件的EQE高于ITO基器件，且隨波長(zhǎng)增長(zhǎng)，差距進(jìn)一步擴(kuò)大。同樣，如圖2e所示，在相同活性層厚度下比較兩類器件的EQE光譜，可發(fā)現(xiàn)：在1400 nm以下波段，IMI基器件的EQE顯著低于ITO基器件，這歸因于IMI較低的光透射率對(duì)入射光的屏蔽作用；而在1400 nm以上的SWIR區(qū)域，IMI基器件的EQE顯著更高，凸顯了其因高反射率帶來的共振微腔增強(qiáng)效應(yīng)。

圖2f綜合了文獻(xiàn)中代表性研究，對(duì)SWIR OPD的關(guān)鍵性能指標(biāo)（如光譜響應(yīng)范圍與對(duì)應(yīng)EQE）進(jìn)行基準(zhǔn)對(duì)比。結(jié)果明確顯示，本器件在1400–1800 nm波段實(shí)現(xiàn)了高EQE值。此外，通過結(jié)合超窄帶隙聚合物與共振微腔結(jié)構(gòu)，成功將光響應(yīng)延伸至1800 nm以上。

由于探測(cè)率（D*）是光電探測(cè)器最重要的性能指標(biāo)之一，為突出本研究中OPD器件在長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的性能，隨后測(cè)量了兩種基于IMI、響應(yīng)波長(zhǎng)最長(zhǎng)的器件（有源層厚度分別為280 nm和320 nm）的噪聲電流（I_noise），并利用公式(1)計(jì)算其D*譜：

其中，R為響應(yīng)度，A為光電二極管的面積（單位：cm²），∆f為帶寬。R可由EQE按公式(2)計(jì)算：

其中，λ為波長(zhǎng)，q為元電荷，h為普朗克常數(shù)，c為光速。

圖3. a) 不同活性層厚度的基于IMI的OPD器件的噪聲電流譜和b) 探測(cè)率譜。同時(shí)，還包含了文獻(xiàn)中先前報(bào)道的D*值以供對(duì)比

如圖3a所示，有源層厚度為320 nm的器件在10 Hz、−4 V偏壓下的噪聲電流（I_noise）略低于280 nm厚度的器件，其值分別為4.0 × 10⁻¹¹ A Hz⁻¹/²和7.8 × 10⁻¹¹ A Hz⁻¹/²。經(jīng)計(jì)算，兩種器件在短波紅外（SWIR）區(qū)域的最大探測(cè)率（D*）分別達(dá)到：280 nm器件在1620 nm處為6.1 × 10⁸ Jones，320 nm器件在1750 nm處為4.2 × 10⁸ Jones。如圖3b所示，即使在1800 nm波長(zhǎng)下，320 nm器件仍保持高達(dá)2.2 × 10⁸ Jones的探測(cè)率。圖3b中還對(duì)比了本研究結(jié)果與先前報(bào)道的數(shù)據(jù)。

在當(dāng)前實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)響應(yīng)波長(zhǎng)的OPD技術(shù)中，采用微腔結(jié)構(gòu)的溶液加工型PDPPTDTPT:SdiCNPBI混合體系在1680 nm處實(shí)現(xiàn)了約1 × 10⁸ Jones的D*，其EQE為0.01%；真空蒸鍍的D8:C60體系在1670 nm處實(shí)現(xiàn)了0.005%的EQE和3 × 10⁸ Jones的D*。除文獻(xiàn)中尚未報(bào)道超過1700 nm的結(jié)果外，上述數(shù)值也是目前OPD在1600 nm以上波段報(bào)告的最高D值。盡管D的測(cè)定受測(cè)量帶寬、頻率范圍和外加偏壓影響，但本研究選擇低頻（10 Hz）和較高偏壓（−4 V）作為測(cè)試條件，為D*的討論提供了具有代表性的基礎(chǔ)�？梢韵嘈�，這一突破可歸因于材料創(chuàng)新與微腔增強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)，二者共同實(shí)現(xiàn)了顯著的紅移和EQE的大幅提升。

基于這一突破，為深入理解本系列器件中觀測(cè)到的微腔共振現(xiàn)象，開展了一系列光學(xué)仿真分析，包括透射率、反射率及電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)的計(jì)算。微腔共振在特定波長(zhǎng)下的工作機(jī)理由公式(3)決定：

其中，λₘ為共振波長(zhǎng)，neff為微腔內(nèi)介質(zhì)的有效折射率，L為微腔長(zhǎng)度，m為共振模式階數(shù)。此處，L對(duì)應(yīng)于由有源層、MoO₃和AZO組成的微腔有效厚度。該微腔由頂部的Ag電極（作為高反射鏡）和底部的透明電極（作為弱反射鏡）構(gòu)成。

IMI層為由ITO/ZnO/Ag/ITO構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，Ag層在IMI堆疊中的位置即作為部分反射鏡的有效位置，從而定義了微腔長(zhǎng)度。相較于玻璃/ITO界面，PET/IMI界面具有更低的透射率和更高的反射率。為有效增強(qiáng)微腔內(nèi)的電場(chǎng)，需實(shí)現(xiàn)多次內(nèi)部反射——這一條件僅在部分反射鏡的反射率足夠高時(shí)才能滿足。Ag在短波紅外區(qū)域具有優(yōu)異的反射率，將超薄Ag層引入IMI結(jié)構(gòu)，顯著提升了柔性IMI基SWIR光電探測(cè)器的微腔品質(zhì)因子。背照條件下PET/IMI的模擬透射率與反射率光譜，進(jìn)一步支持了這一結(jié)論：尖銳峰的出現(xiàn)表明更強(qiáng)的內(nèi)部反射（如圖2c所示），表明IMI基結(jié)構(gòu)比ITO基結(jié)構(gòu)構(gòu)成更顯著的共振微腔。因此，在1400 nm以上波段觀察到增強(qiáng)的EQE峰（圖2d）。

如實(shí)驗(yàn)EQE光譜（圖2b、c）所示，兩種器件的短波紅外（SWIR）EQE峰值均呈現(xiàn)漸進(jìn)式偏移。這一行為歸因于器件工作核心處存在的弱共振光學(xué)微腔。光學(xué)微腔的主要功能是通過光學(xué)干涉調(diào)控有源層內(nèi)的光路與光強(qiáng)。當(dāng)光進(jìn)入微腔時(shí)，會(huì)在高反射（全反射）鏡與弱反射（部分反射）鏡之間發(fā)生多次反射，從而產(chǎn)生干涉效應(yīng)。在特定波長(zhǎng)下，反射波發(fā)生相長(zhǎng)干涉，顯著增強(qiáng)微腔內(nèi)的電場(chǎng)（E-field）強(qiáng)度。這些波長(zhǎng)被稱為共振波長(zhǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)的區(qū)域稱為共振中心或反節(jié)點(diǎn)。相反，在非共振波長(zhǎng)下，相消干涉會(huì)抑制電場(chǎng)強(qiáng)度。為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的電場(chǎng)增強(qiáng)與光吸收，電場(chǎng)在有源層內(nèi)的空間分布至關(guān)重要，這確保了激子的有效生成及電極處電荷的高效收集。若微腔長(zhǎng)度定義不當(dāng)，不僅無法支持目標(biāo)共振波長(zhǎng)，還會(huì)因延長(zhǎng)電荷分離與輸運(yùn)所需的有效擴(kuò)散路徑而增加復(fù)合損耗。因此，通過調(diào)節(jié)所制備SWIR OPD中有效的光學(xué)微腔長(zhǎng)度，可精確調(diào)控共振波長(zhǎng)。

圖4. 以ITO玻璃為透明基板且BHJ層厚度不同的OPD器件的電場(chǎng)強(qiáng)度分布：a) 130 nm，b) 170 nm，c) 190 nm，d) 250 nm，e) 280 nm，以及f) 330 nm

圖5. 以IMI-PET為透明基板且BHJ層厚度不同的OPD器件的電場(chǎng)強(qiáng)度分布：a) 150 nm，b) 200 nm，c) 220 nm，d) 250 nm，e) 280 nm，以及f) 320 nm

基于本研究器件制備中所用的襯底、互連層、有源層及電極的光學(xué)常數(shù)（n，折射率；k，消光系數(shù)）這些數(shù)據(jù)，研究者開展了一系列光學(xué)仿真，以分析器件結(jié)構(gòu)內(nèi)的電場(chǎng)（E-field）強(qiáng)度分布。仿真結(jié)果證實(shí)，隨著BHJ厚度的增加，短波紅外（SWIR）區(qū)域的共振中心呈現(xiàn)漸進(jìn)式紅移（如圖4a–f所示，該結(jié)果基于ITO-玻璃襯底）；在IMI基器件中，由BHJ厚度變化引起的電場(chǎng)共振中心紅移現(xiàn)象同樣可見于圖5a–f。

值得注意的是，IMI基器件在SWIR區(qū)域的共振中心明顯比ITO基器件更為尖銳，表明其微腔共振更強(qiáng)且更明確。ITO基器件的電場(chǎng)分布表現(xiàn)出顯著的尾部延伸，貫穿玻璃襯底與BHJ層之間，反映出較低的品質(zhì)因子和更高的SWIR光泄漏；這亦說明，其微腔的有效長(zhǎng)度依賴于光的穿透深度，且該深度在ITO基器件中似乎集中于ITO層內(nèi)部。相比之下，IMI基器件在IMI層內(nèi)呈現(xiàn)陡峭的不連續(xù)性，與超薄Ag層的位置精確對(duì)齊，進(jìn)一步強(qiáng)化了其優(yōu)越的微腔品質(zhì)因子并顯著降低SWIR光泄漏。這種增強(qiáng)的共振行為解釋了IMI基器件在特定波長(zhǎng)處觀測(cè)到的更尖銳EQE峰值；而ITO基器件則表現(xiàn)出更寬泛的EQE峰分布。

兩種器件在SWIR區(qū)域的EQE逐步下降，可歸因于PQPr-46混合物的消光系數(shù)在1200 nm以上持續(xù)降低，導(dǎo)致吸收減弱。盡管存在此衰減，IMI基器件在約1800 nm波長(zhǎng)附近仍保持相對(duì)尖銳的EQE峰值——這一效應(yīng)在ITO基器件中完全缺失。2000 nm處的強(qiáng)電場(chǎng)分布進(jìn)一步暗示，IMI基器件具備響應(yīng)超過1800 nm的SWIR波長(zhǎng)的潛力�？傮w而言，實(shí)驗(yàn)測(cè)量與仿真結(jié)果高度一致。

圖6. a) 硅晶片屏蔽下短波紅外光學(xué)頭（SWIR OPD）響應(yīng)測(cè)試的示意圖，b) 用于屏蔽測(cè)試的725微米厚硅晶片的透射光譜，以及c) 屏蔽測(cè)試后不同活性層厚度的光學(xué)頭（OPDs）的外量子效率（EQE）光譜。d)無源矩陣光學(xué)頭圖像傳感器的照片，以及e) 測(cè)試設(shè)置，以及f) 從10×10像素陣列獲得的最終成像結(jié)果

為進(jìn)一步驗(yàn)證短波紅外有機(jī)光電探測(cè)器（SWIR OPDs）在無損檢測(cè)或類似應(yīng)用中的潛力，采用硅晶片進(jìn)行了屏蔽實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)示意圖如圖6a所示。眾所周知，硅對(duì)可見光和近紅外光完全不透明，僅允許短波紅外或更長(zhǎng)波長(zhǎng)的光穿透。圖6b展示了厚度為725 µm的硅晶片的透射光譜，其在1000 nm以下的透射率為零，在1200–1800 nm區(qū)間平均透射率為37%�；�于此，研究者探究了在硅晶片屏蔽下，器件是否仍能在短波紅外區(qū)域產(chǎn)生光譜響應(yīng)。結(jié)果如圖6c所示的光譜所示。本實(shí)驗(yàn)使用了具有不同有源層厚度的IMI基器件，對(duì)應(yīng)不同的共振微腔效應(yīng)強(qiáng)度。如預(yù)期所示，經(jīng)硅晶片屏蔽后，各器件在1000 nm以下均無外量子效率（EQE）響應(yīng)；而在1000 nm以上，隨著有源層厚度增加，光譜響應(yīng)出現(xiàn)紅移。值得注意的是，有源層厚度為150 nm的器件，其固有光譜響應(yīng)接近硅的截止波長(zhǎng)λcutoff，因而表現(xiàn)出顯著的光譜形狀變化與強(qiáng)度衰減；相比之下，其他EQE響應(yīng)范圍遠(yuǎn)離硅λcutoff的器件，則未出現(xiàn)明顯的光譜形變，其在短波紅外區(qū)域的波形與圖2c所示結(jié)果基本一致。但需指出，由于入射光被硅晶片部分阻擋，實(shí)際到達(dá)器件的光子數(shù)被衰減，此處所呈現(xiàn)的EQE值反映的是相對(duì)強(qiáng)度，而非絕對(duì)效率。總體而言，該實(shí)驗(yàn)明確表明，具備光譜調(diào)諧能力的共振微腔OPDs在短波紅外區(qū)域展現(xiàn)出顯著的EQE響應(yīng)，凸顯其在傳感與成像應(yīng)用中的商業(yè)潛力。

最終，研究者在圖案化電極陣列上制備了OPDs，構(gòu)建了一種無源矩陣OPD圖像傳感器。該器件結(jié)構(gòu)與前述設(shè)計(jì)一致，PQPr-46有源層厚度控制在230 nm。器件實(shí)物照片與設(shè)計(jì)布局分別如圖6d所示。該傳感器由10×10像素陣列組成，共計(jì)100個(gè)像素。研究者隨機(jī)選取四個(gè)像素，在1310 nm LED光源照射下測(cè)量其光電流（Jphoto）。在−2 V偏壓下，暗電流Jdark約為2.6 × 10⁻³ A cm⁻²，而光電流Jphoto達(dá)到約2.0 × 10⁻² A cm⁻²。

為驗(yàn)證成像能力，研究者在1310 nm光照下，將打孔金屬掩模與硅晶片置于OPD圖像傳感器上方，如圖6e所示的示意圖。實(shí)際掩模設(shè)置照片見圖S8b（支持信息）。由于短波紅外光具有穿透硅但被金屬阻擋的特性，成功將光電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為空間分辨圖像，如圖6f所示。對(duì)應(yīng)的電流分布如圖S8c（支持信息）所示，清晰呈現(xiàn)了掩模區(qū)域與非掩模區(qū)域之間的對(duì)比度。盡管透明襯底引起的光學(xué)折射在掩模邊緣產(chǎn)生部分成像偽影，且未封裝可能導(dǎo)致SWIR材料穩(wěn)定性有限而使成像質(zhì)量逐步下降，但這些問題未來可通過優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與封裝技術(shù)加以解決�？傮w而言，結(jié)果證實(shí)了SWIR OPDs用于圖像傳感器應(yīng)用的可行性與潛力。

 

本研究成功整合了三項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新，以提升有機(jī)光電探測(cè)器（OPDs）在短波紅外（SWIR）探測(cè)中的性能：1）合成了一種專為高效SWIR吸收設(shè)計(jì)的超窄帶隙聚合物；2）在OPD結(jié)構(gòu)中引入了共振微腔結(jié)構(gòu)；3）采用高反射率IMI透明電極以增強(qiáng)微腔的光學(xué)效應(yīng)。此外，研究者通過詳細(xì)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布仿真驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)高度一致，為設(shè)計(jì)策略與核心假設(shè)提供了有力支撐。通過精確優(yōu)化有源層厚度與微腔長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了器件在SWIR區(qū)域內(nèi)寬范圍且可控的光譜調(diào)諧能力。所得器件在1470 nm、1620 nm、1750 nm和1800 nm處的外量子效率（EQE）分別為20.8%、12.6%、4.2%和2.1%，且可探測(cè)的光譜響應(yīng)延伸至1800 nm以上。這是目前已知報(bào)道的SWIR波段OPDs的最高性能表現(xiàn)。這一突破性成果不僅凸顯了有機(jī)半導(dǎo)體在下一代SWIR探測(cè)中的巨大潛力，更在通過無源矩陣圖像傳感器驗(yàn)證后，揭示了一條具有成本效益的可行路徑，可用于拓展OPD技術(shù)在先進(jìn)光學(xué)傳感系統(tǒng)中的應(yīng)用。這些發(fā)現(xiàn)將推動(dòng)對(duì)SWIR OPDs的更多關(guān)注，并激發(fā)高性能、溶液加工型紅外器件的新發(fā)展方向。

 

參考文獻(xiàn)

Tsai C E, Suthar G, Hsiao Y T, et al. Solution‐Processed Resonant Microcavity‐Enhanced Organic Photodetectors with Extended Shortwave Infrared Response beyond 1800 nm[J]. Advanced Optical Materials, 2025, 13(36): e02177.

 

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